二阶压控型低通滤波器实施方案Word文档格式.docx
- 文档编号:3533553
- 上传时间:2023-05-01
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:67.65KB
二阶压控型低通滤波器实施方案Word文档格式.docx
《二阶压控型低通滤波器实施方案Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《二阶压控型低通滤波器实施方案Word文档格式.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
实验结果分析
13EmxvxOtOco
理论计算
13SixE2yXPq5
实验结果比较与分析
136ewMyirQFL
实验结论
14kavU42VRUs
参考文献
14y6v3ALoS89
实验目地:
1、熟悉由集成运放和阻容元件组成地有源滤波器地原理;
2、学习运用传递函数法分析有源滤波器地频率响应;
3、学习RC有源滤波器地设计及电路调试方法;
4、学习利用Multisim仿真软件进行电路仿真分析.
实验要求:
设计一个二阶压控型低通滤波器•要求:
通带增益为2,截止频率为2KHz,可以选择0.01'
地电容器,电阻地阻值尽量接近实际计算值,电路设计完后,用Multisim仿真软件进行仿真分析,并画出其频率特性曲线.M2ub6vSTnP
实验原理:
1、滤波器基础知识简介
按照滤波器地工作频带,滤波器可分为低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BEF)几种.按滤波器传递函数地极点数又分为一阶滤波器、二阶滤波器等•如果滤
波器仅由无源元件(电阻、电容和电感)组成,则称之为无源滤波器;
若滤波器含有有源元件(晶体管、集成运放等),则称之为有源滤波器.OYujCfmUCw
由阻容元件和运算放大器组成地滤波电路称为RC有源滤波器.由于集成运放有带宽地限制,目前RC有源滤波器地工作频率比较低,一般不超过1MHZ.eUts8ZQVRd
2、有源低通滤波器(LPF)
低通滤波器允许输入信号中低于截止频率地低频或直流分量通过,抑制高频分量.有源低通滤波器是以RC无源低通滤波器为基础,与集成运放连接而成.sQsAEJkW5T
3、二阶压控型低通滤波器
二阶压控型有源低通滤波器如下图所示.
图1.二阶压控型低通滤波器原理图
将电容器地接地端改接到运放地输出端,引入了正反馈.由于在通带内电容器可视为“开路”,因此'
I地改接不影响滤波器地通带
A=1+—
电压放大倍数,即」.GMsIasNXkA
为简化计算,令R2=R3=R,C1=C2=C,根据“虚短”和“虚断”特性以及叠加定理可解得传递函数:
w1
A(s\==A
US⑸1+(3-A即+0?
貯即
令s=w,,得滤波器地频率响应表达式:
2=
1
^式中2t^RC
1-
②+心仏)》
解得该滤波器地上限截止频率为
~\2几〜1.27几
定义有源低通滤波器地等效品质因数Q为f」时电压放大倍数
地模与通带电压放大倍数之比,即
在实际应用中,Q地调节范围为0.5二'
二“山,一般选取Q=1附近
地值.
实验设计
本次实验采用上述二阶压控型低通滤波器电路图•令
'
1+曲r1
J21.2丿0=1.27沏眈2KHz
可取匚心C=0.01卅,R=10.122^!
仿真分析
运用Multisim软件对上述实验设计思路进行仿真分析
1、仿真电路
运用Multisim绘制地实验电路图如下
电路中,XFG1为该二阶压控型低通滤波器提供电源.XBP1有两
组端口,左侧IN是输入端口,其“+”、“-”输入端分别接被测电路输入端地正、负端子;
右侧OUT是输出端口,其“+”、“-”输入端分别接被测电路输出端地正负端子.XBP1地IN端为二阶压控型低通滤波器提供一扫描信号.TIrRGchYzg
2、实验结果
2.1波特图仪显示
运用Multisim中地波特图仪(XBP1)观察二阶压控型低通滤
波器地频率特性.XBP1地设置以及观察结果显示如下:
7EqZcWLZNX
图3.XBP1地幅频显示1
图4.XBP1地幅频显示2
图5.XBP1地幅频显示3
图6.XBP1地相频显示1
图7.XBP1地相频显示2
根据上述五幅波特图仪地显示可知:
A
该滤波器呈现低通状态•在f=1mHz即通带内20lg”』=6.021dB,血地相移为ODeg;
在KHz时,20lg九l=5.994dB;
4e
AA
在f=2.136KHz时,20lg』=1.9dB,社地相移为
-122.534Deg.zq7iGf02E
2.2AC交流分析显示
运用Multisim地AC交流分析功能对该滤波器进行仿真分析•显
示节点后地电路如下:
节点2地输出结果如下页:
ACAnalysis
V
(2)
xl
1.0000
yi
2.0000
x2
y2
dx
0.0000
dy
i/dx
1/dy
irinx
1*0000
maxx
10.OOOOG
miny
8£
w»
20
iraxy
2.3003
offsetx
0.0O0Q
offsety
图11.交流分析V地幅频输岀1
yix2汐dxdy
1/dx1/dyminxmaxxrrinymaxyoffsetx□ffse匸y
X1
1・5636Z
2.0034
2,0000
56263c
-3*3553rE
l/dx
-639,96-92p
l/dy
-298.0335
nEL:
nx
lo.oooaG
3SS・201右口
maxy
2*3003
0-0000
ACAnaly5is
图12.交流分析V2幅频输岀2
V{2)
2.0063k
1・0000
2.0000-2.0a531c595.4302IL-490•宓了
1,6793
10.0OOOG8B8-2016U2・30030.00000.0000
图13.交流分析V2地幅频输岀3
-36.5579n
-36・5579m
0・0000
1/dx
iririx
1O.OOO0G
mmy
-173.6036
179.1341
offsecy
图12.交流分析V2地相频输岀1
1122Xy//ixv-xyddll-K
y
dj-on
ir.axX
inaxyoffsetxoffsety
V(2}
2.0063k-116.70691.0000-36.5575ir.
-2.0053JC
116.6703-4SS.6^66u8.5712m1.0000
10.0000G*i7g,sa3€
D・0000
图13.交流分析V2相频输岀2
根据上述七幅V2地交流分析输出结果可知:
该滤波器呈现低通状态•在f=1mHz即通带内%1=2,U地相移
为-36.5579mDeg;
在f=°
时,u=2.0034;
在
f=2.0063KHz时,口=1.4046,地相移为-116.7069Degzvpgeqjihk
实验结果分析
3.1理论计算
由二阶压控型低通滤波器地工作原理分析可知:
二]+丄
通带电压放大倍数’,:
,=2;
4114
所以,在通频带内,九1/叩=2,20lg%=6.021dB,相移&
=
fj4=A
当f】°
=1.575KHz时,u二叩2,20lgu=6.021dB;
NrpoJac3v1
当f』H=2KHz时,坷1=1.4182,20lg"
J=3.035dB,相移
"
丨I门…’hU-1nowfTG4KI
3.2实验结果比较与分析
通过比较分析波特图仪(XBP1)、AC交流分析地输出结果和理论计算值,本次实验设计在误差范围内可以满足实验要求,设计思路正确合理.
误差分析:
1、实际地集成运算放大器并非是理想地,故将其看
作理想运放来分析存在误差(主要误差);
2、电阻与电容地实际参数与标称值不等,存在微小误差;
3、导线及电路各节点处有微小电阻;
实验结论
1、二阶压控型LPF地幅频特性在f="
:
处会出现抬升现象,此
时正反馈作用最强,使该频段地闭环增益加大;
2、本次实验设计在误差范围内,能够满足实验设计要求
参考文献
[1]王淑娟,蔡惟铮,齐明•模拟电子技术基础[M].北京:
高等教育出版社,2009.
[2]孟涛.电工电子EDA实践教程[M].北京:
机械工业出版社,2010.
⑶廉玉欣.电子技术最基础实验教程[M].北京:
机械工业出版社,2010.
版权申明
本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理
版权为个人所有
Thisarticleineludessomeparts,includingtext,pictures,anddesign.Copyrightispersonalownership.fjnFLDa5z。
用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏,以及其
他非商业性或非盈利性用途,但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定,不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外,将本
文任何内容或服务用于其他用途时,须征得本人及相关权利人地书面许可,并支付报酬.tfnNhnE6e5
Usersmayusethecontentsorservicesofthisarticle
forpersonalstudy,researchorappreciation,andothernon-commercialornon-profitpurposes,butatthesametime,theyshallabidebytheprovisionsofcopyrightlawandotherrelevantlaws,andshallnotinfringeuponthelegitimaterightsofthiswebsiteanditsrelevantobligees.Inaddition,whenanycontentorserviceofthisarticleisusedforotherpurposes,writtenpermissionandremunerationshallbeobtainedfromthepersonconcernedandtherelevantobligee.HbmVN777sL
转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用,不得对本文内容原意进行曲解、修改,并自负版权等法律责任.V7l4jRB8Hs
Reproductionorquotationofthecontentofthisarticle
mustbereasonableandgood-faithcitationfortheuseofnewsorinformativepublicfreeinformation.Itshallnot
misinterpretormodifytheoriginalintentionofthecontent
ofthisarticle,andshallbearlegalliabilitysuchas
copyright.83lcPA59W9
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 二阶压控型低通 滤波器 实施方案
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)